军械士官《机械基础》课程教学方法探讨

杨国丽 方 洁 江北大

(陆军工程大学军械士官学校，湖北 武汉 430075)

《机械基础》是一门综合性较强的应用技术基础课程，主要包括机械传动、常用机构、公差与测量技术、工程材料和工程力学等内容。其中工程力学部分主要包括静力学和材料力学，静力学是研究物体在力的作用下平衡规律的科学，材料力学是寻求物体在力的作用下不被破坏的条件，是既安全又经济的选择材料，是确定杆件尺寸的理论依据。

一、引用历史故事，激发学习兴趣

我们都知道兴趣是最好的老师。在授课过程中引用历史故事，以刺激他们的学习兴趣和求知欲望。比如在讲解静力学基本公理时需要弄清的一个关键问题是力与运动的关系。先抛出问题，学员讨论，个别学员知道运动不需要力来维持，但大部分学员觉得运动需要力。然后讲解对这一认识的历史过程：人类很早之前就在思考这个问题，比较有代表性的观点是公元前300多年前的亚里士多德，他观察到生活中的物体受到推力才会运动，撤去推力就停止运动，提出物体要运动必须有推力才行。这一观点持续了两千多年，直到伽利略发现在光滑面上运动的物体，如果有一初速度，可以运动很远才会停下来，他重新思考了力与运动的问题，并设计了著名的斜面实验，归纳出物体的运动不需要力来维持。后来牛顿将伽利略的结论加以概括得出牛顿三大定律，也是我们静力学基本公理的基础。

二、总结主线，帮助学员构建知识框架

工程力学部分概念原理多，这些力学原理要解决的问题不同，彼此之间既有差异又有联系，学员面对这些原理，不知道如何理顺知识体系，也不会加以利用，因此帮助其总结主线，理清脉络，能取得事半功倍的效果。比如在材料力学的学习中，虽然有四种变形形式，但“外力——变形——内力——应力——工作应力≤许用应力”这条主线贯穿始终，帮助学员理清知识脉络，做到杂而不乱。课程讲授内容围绕这条主线展开，深入浅出，能够保证教学内容的系统性和连贯性。在具体教学实施过程中，先学习轴向拉伸或压缩的受力和变形特点及安全条件，引导学员总结出“外力——变形——内力——应力——工作应力≤许用应力”这条主线。在学习扭转、弯曲、剪切与挤压变形时引导学员利用学习轴向拉伸或压缩时总结出的这条主线。这样学员就能理解四种变形的原因、变形形式及安全条件，并通过反复利用这条主线掌握不同变形时的分析方法。同时，在理论讲解中，引导学员自己多思考、多总结，并构建知识框架，从而培养学员良好的学习习惯和能力。

三、运用比较讲授法，增强学员对易混淆概念的理解与掌握

(一)异同比较法

力偶与平衡力也是比较容易混淆的。力偶是大小相等，方向相反的两平行力；平衡力是大小相等，方向相反且作用在同一直线上的两个力。从概念上讲力偶中的两个力是平行力，由于平行力不共点所以不能合成，力偶只能用力偶平衡；而平衡力中的两力作用在同一直线上，合力为零。从作用效果上看，力偶使物体发生转动效应，而平衡力作用在物体上物体处于平衡状态。

(二)列表比较法

静力学中平衡力和作用力与反作用力也是学员易混淆的知识点。从概念上讲平衡力是指作用于刚体上的两个力，使刚体保持平衡状态，则这两个力是平衡力；而作用力与反作用力是指一物体对另一物体有一作用力时，另一物体对此物体必有一反作用力。教学时将平衡力和作用力与反作用力异同点归纳于表1，使学员易于理解和记忆。

表1 平衡力和作用力与反作用力

四、加强实践，使知识学以致用

在课程的学习过程中，还应提高学员理论知识的应用能力，为专业课程打下良好的基础；还可以培养学员知识综合运用能力，同时加深学员对重点内容的理解。

比如火炮传动轴中，已知A为主动轮，输入功率NA= 400马力，直径5cm的轴匀速转动，转速为n=200转/分，轴的许用剪应力为500MPa，试校核轴的扭转强度。

(一)计算外力偶矩

(二)计算最大扭矩

Mmax=-MA

(三)校核强度

Wn≈0.2D3=2.5×10-4m3

所以，不满足扭转强度要求，火炮传动轴中会被扭断。

工程力学中概念定义多、原理规律多、理论计算多，其中静力学中包括静力学四大基本公理，力矩和力偶的计算及平衡条件；材料力学包含拉伸或压缩，弯曲、扭转、剪切和挤压四种基本变形和四种变形的安全条件。而士官学员的基础差，遇到公式就懵了，不知道如何利用力学原理。针对士官学员和工程力学的特点，结合同行的教学经验，笔者在教学实践中进行了一些教学方法的新尝试，取得了不错的教学效果。

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[3]顾铃.我对改变中职机械基础教学模式的想法[J].成功，2011(10).

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